BoltzTraP2 插值与能带检查
贴出Si真实VASP输入,用多个增强因子比较插值,并说明能量窗、能带数和均匀网格。
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输运积分需要覆盖布里渊区的均匀k网格。只沿Γ–X–L等高对称线得到的能带,不能直接替代三维输运采样。
下载完整BoltzTraP2实例包。包内有已有集群Si与石墨烯DFT数据、明确标注来源的上游格式例子、32个操作条件、原始输出、独立提取与绘图脚本,不含POTCAR。
1. 先准备VASP电子结构#
Si原胞:
Si
1.0000000000000000
0.0000000000000000 2.7344629562984917 2.7344629562984917
2.7344629562984917 0.0000000000000000 2.7344629562984917
2.7344629562984917 2.7344629562984917 0.0000000000000000
Si
2
Direct
0.0000000000000000 0.0000000000000000 -0.0000000000000000
0.2500000000000000 0.2500000000000000 0.2500000000000000
完整KPOINTS:
Gamma mesh
0
Gamma
11 11 11
0 0 0
真实Si静态计算INCAR
SYSTEM = si-primitive-scf
ENCUT = 550
PREC = Accurate
EDIFF = 1E-6
EDIFFG = -0.02
IBRION = -1
NSW = 0
ISIF = 2
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.05
LREAL = .FALSE.
LASPH = .TRUE.
LWAVE = .TRUE.
LCHARG = .TRUE.
NELM = 150
ALGO = Normal
ISYM = 2
LORBIT = 11
NBANDS = 24
NEDOS = 2001
确认电子收敛、结构和网格正确,带数覆盖所研究的温度与化学势范围。BoltzTraP2读取已有输出时不需要POTCAR;重新做DFT时仍需自己准备相符的合法赝势。
2. 做一组插值#
bash interpolate.sh
ls work/si-m5
输出为 work/si-m5/bands.bt2。对应的原生命令可以写成:
btp2 -n 1 interpolate -m 5 -o bands.bt2 dft/Si
btp2 describe bands.bt2
-m 5是插值采样增强因子,不是SCF迭代步数,也不是5×5×5电子k网格。
3. 看插值参数是否稳定#
完整流程比较m=1、2、3、5、8。计算完成后:
cat analysis/interpolation-summary.json
head analysis/doping-summary.csv

图中同时给出原子尺度DFT网格固定时的插值变化,以及100 K下不同DOS分箱对目标载流子数的影响。较大m不能弥补原始DFT网格缺少的信息;正式结果还应增加原始均匀k点重新检查。
4. 能量窗的单位#
interpolate的 -e/-E使用Hartree,默认相对于DFT费米能;fermisurface_2d的默认输入则为eV,不能混用。
能量窗可能去掉下方完全占据的能带,保留电子数会相应扣除。本例m5文件保留电子数为6、保留7条带,后续载流子数应以序列化数据的参照解释,而不是直接把保留电子数和原始总价电子数混为一谈。
5. 画插值能带#
完整流程含 si-plotbands条件。单独学习时,可先在新目录运行:
bash run.sh si-m5
bash run.sh si-plotbands
底层使用原生 plotbands,配套入口将无显示环境中的图保存为PNG。能带路径仅用于检查与展示;输运积分仍来自均匀采样的插值网格。
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